已灭绝的巨型巨齿鲨曾是海洋食物链的顶端物种。它们如何演化成如此巨大的体型以及最终灭绝的原因尚不完全清楚。最近一项研究分析了化石牙齿中的同位素，发现这些鲨鱼进化出了内温性体温调节机制，并最终演化成巨大的体型。然而，由于气候变化和海平面上升导致栖息地萎缩，它们无法长期维持高代谢成本和生物能量需求。因此，它们在3.6万年前灭绝了。这项研究也表明，与已灭绝的巨齿鲨一样，现代鲨鱼物种也无法免受气候变化的影响，因此亟需对其进行保护。
巨齿鲨，意为“大牙”鲨鱼，是新生代时期进化而来的体型巨大的鲨鱼，体长可达约 15 米，在大约 3.6 万年前的上新世时期灭绝。
这些巨鲨拥有香蕉大小的锋利牙齿，是体型最大的鲨鱼之一（仅次于蓝鲸）。 它们被认为是有史以来最强大的海洋掠食者之一，捕食鲸鱼、海豚、海豹和其他较小的鲨鱼。
在进化过程中，这些鲨鱼的牙齿发生了剧烈的变化，包括牙冠变宽和切割边缘呈锯齿状，这使它们能够从以鱼类为主的饮食转变为以能量更高的海洋哺乳动物为主的饮食。这帮助它们获得了更丰富的营养，这也是它们进化成巨大体型的原因之一¹。
巨齿鲨位于食物网顶端，是终极捕食者²。它们在所有海洋物种中营养级最高。（营养级是指生物在食物链中的位置，从初级生产者的1到海洋哺乳动物和人类的5不等。）
这些鲨鱼是如何进化到巨大的体型的，以及为什么它们在大约 3.6 万年前就灭绝了？
| 变温法 | 冷血动物，包括除鸟类和哺乳动物之外的所有动物。 例如，鲨鱼 |
| 中温（或区域吸热） | 具有介于冷血变温动物和温血恒温动物之间的体温调节策略的动物。 例如，一些鲨鱼、海龟 |
| 吸热 | 无论环境温度如何，温血动物都保持恒定的体温，包括鸟类和哺乳动物。 （吸热包括区域吸热或广义的中温） |
鲨鱼是软骨鱼，是冷血海洋动物（变温动物）。 这些动物没有能力通过新陈代谢提高体温和保留热量。
巨齿鲨在进化过程中是否经历了热生理变化，从而获得了恒温特性？这一假设意义重大，因为与冷血（外温动物）不同，温血（内温动物）海洋动物的巡游速度更快，捕猎距离也更远。获得恒温特性（以及相应的牙齿进化）或许可以解释这些鲨鱼为何进化得如此巨大。
在2023年3月26日发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的一项最新研究中，研究人员调查了巨齿鲨的体温生理，以解释其演化和灭绝的原因。他们研究了从化石牙齿样本中提取的团簇同位素古温度计和磷酸盐氧同位素等地球化学证据，发现巨齿鲨属（Otodus）物种的同位素推断体温平均比周围海水温度和其他共存的鲨鱼物种高约7摄氏度。较高的体温意味着巨齿鲨已经进化成恒温动物，这表明恒温性是其体型巨大的关键驱动因素³。但这种体温调节能力最终也给巨齿鲨带来了沉重的代价。
巨齿鲨曾是海洋食物网顶端的顶级掠食者²。它们占据食物链顶端，体型巨大，且具有恒温生理特征，这意味着它们代谢成本高，生物能量需求也高。当高产栖息地减少、海平面上升时，能量平衡被打破。这改变了猎物分布格局，导致猎物变得稀少。由此造成的食物短缺对巨型巨齿鲨产生了负选择压力，最终导致它们在360万年前灭绝。恒温性是巨齿鲨进化的关键驱动因素，但气候变化也加速了它们的灭绝。
与已灭绝的巨齿鲨一样，现代鲨鱼物种也无法免受气候变化的影响，因此需要对其进行保护。
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参考文献：
- Ballell, A.、Ferrón, HG 对巨齿鲨齿列的生物力学见解（唇形目：齿齿鲨科）。 科学报告 11, 1232 (2021)。 https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z
- 卡斯特ER 等 2022年，新生代巨齿鲨占据了极高的营养位置。 科学进步。 22 年 2022 月 8 日。第 25 卷，第 XNUMX 期。DOI： https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529
- 格里菲斯 ML， 等 2023.已灭绝巨齿鲨的吸热生理学。 美国国家科学院院刊。 26 年 2023 月 120 日。27 (2218153120) eXNUMX。 https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
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